Одновимірні та багатовимірні масиви

1. Одновимірні та багатовимірні масиви

2. Масиви

Одновимірні масиви
Досі в задачах ми розглядали змінні, в кожну з
яких можна записати лише одне значення в
даний момент часу. Існує багато задач, в яких
виникає необхідність збереження в пам’яті
послідовності значень однієї і тієї ж величини
Наприклад, розглянемо задачу про збереження в
пам’яті та обробки результатів метеорологічних
вимірювань температури повітря протягом
тижня.
Змінна t (температура) повинна прийняти 7
значень за кожен з днів вимірювання Зрозуміло,
можна було б описати 7 змінних: t1, t2, ... , t7.
Проте цей метод ускладнить процес обробки
даних.
Масивом назвемо послідовність однотипних
даних, які мають одне ім'я, а розрізняються за
індексом.
Масиви
Одновимірні
Двовимірні
Багатовимірні

3. Масиви

Масивом називають
упорядковану сукупність
елементів одного типу.
Кожен елемент масиву
має індекси, що
визначають порядок
елементів.
Індекси задаються
цілочисловим типом.
Число індексів
характеризує
розмірність масиву.
У мові C # кожний
індекс змінюється в
діапазоні від 0 до
деякого кінцевого
значення.
Масиви в мові C # є
справжніми
динамічними масивами.

4. Ще раз про масиви

Масив - це великий простір чогось однорідного за типом. (Зі
словника іноземних слів, 1954 р.)
Масив у програмуванні - це тип структури даних, що має складені
значення. (З Оксфордського словника англійської мови, 1995 р.)
Масив - це впорядкований скінченний набір елементів (даних)
одного типу. Зазвичай працюють з масивами, які містять числа.
Масивом називається скінченна послідовність змінних одного
типу, які мають однакове ім'я та різняться порядковим номером.
Індексом називається порядковий номер елемента масиву.
Отже, введено новий тип — масив. Усі типи, які досі були вам
відомі, називаються простими. Масив є прикладом структурованого
типу, тобто він, у свою чергу, складається з елементів іншого типу.

5. Ще про масиви

Масив являє собою структуру даних, яка дозволяє одній змінної
зберігати кілька значень.
При оголошенні масиву ви повинні вказати тип значень, що
зберігаються в масиві, а також кількість значень (званих
елементами масиву).
Всі елементи всередині масиву повинні бути одного і того ж типу,
наприклад, int, float або char.
Для збереження значення всередині масиву слід вказати номер
елемента масиву, в якому ви хочете зберегти своє значення.
Щоб звернутися до значення, що зберігається всередині масиву,
програми вказують ім'я масиву і номер елемента.
При оголошенні масиву програми можуть використовувати
оператор присвоювання для ініціалізації елементів масиву.
Програми можуть передавати змінні-масиви в функції точно так
само, як вони передають будь-який інший параметр.

6. Типи масивів

Масиви бувають одновимірними (у вигляді послідовності
чисел), двовимірними (у вигляді таблиць чисел розміром m x n) і
багатовимірними (3-,4-вимірні і т.д. 3-вімірні - це об'ємний простір
з комірками, а 4-вимірні і більше - це фантастично-абстрактні
поняття).
Масив називається одновимірним, якщо для задання
місцеположення елемента в масиві необхідно вказати значення
лише одного індексу.
Масив називається двовимірним, якщо для задання
місцеположення елемента в масиві необхідно вказати значення
двох індексів.
Запам'ятайте, що у двовимірних масивах перший індекс завжди
вказує на номер рядка, а другий - на номер стовпчика в цьому рядку!

7.

Загальний вигляд масиву даних з n рядків та m
стовпців (у математиці такий масив
називається матрицею):
b11 b12 ...b1m
b21 b22 ...b2 m
..................
bn1 bn 2 ...bnm

8. Оголошення масиву

Перед використанням масиву, як і будь-якої змінної його треба створити. Нехай нам
потрібно створити масив t з кількістю 7 елементів, і кожен з елементів дійсного типу
(double) .
double [ ] t = new double [7];
Такий масив, який представляє послідовність із заданої кількості даних певного типу
назвемо одновимірним. Для доступу до певного елемента масиву після імені масиву в
квадратних дужках вказуватимемо числовий індекс. Найпершим елементом масиву в
нашому випадку буде елемент з індексом 0 (нуль), тобто t[0]. Враховуючи, що елементів
масиву 7, то останнім елементом буде елемент t[6]. При спробі звернутися до елемента з
номером поза діапазоном [0.6] виникне помилка, яка може привести до аварійного
переривання програми.
t [0] =15; //запис до 1-го елементу масиву t значення 15
t[2]=10; // запис до 3-го елементу масиву t значення 10
Console.WriteLine (t[1]); // виведення на екран значення 2-го елементу масиву t
Значення до масиву можна записувати як операцією присвоювання, так і задавати
одночасно з його створенням.
double [] t = new double [7] {11,13 5,15,10, 9 5, 13 1,15 4};

9. Оголошення масиву чисел

double [] x = {5.5, 6.6, 7.7};
Слідуючи синтаксису,
елементи константного
масиву слід укладати в
фігурні дужки.
Якщо масив
ініціалізується константним
масивом, то в динамічній
пам'яті створюється
константний масив із
заданими значеннями, з
яким і зв'язується
посилання.
int [] d = new int [5];
Тут оголошено
динамічний цілочисельний
масив, в якому будуть
зберігатися 5 цілих чисел.
Масив створюється в
динамічної пам'яті, його
елементи отримують
початкові нульові
значення, і посилання
зв'язується з цим масивом.

10. Оголошення масивів

/ / Оголошує три одновимірних масиву A, B, C
int [] A = new int [5], B = new int [5], C = new int [5];
/ / Заповнюється даними з клавіатури масив A
for (int i = 0; i <5; i + +) A [i] = int.Parse (Console.ReadLine ());
/ / Обчислюються елементи масиву C
for (int i = 0; i <5; i + +) C [i] = A [i] + B [i];
/ / Оголошення масиву з явною ініціалізацією
int [] x = {5.5, 6.6,
7.7};
/ / Оголошення масивів з відкладеним ініціалізацією
int [] u, v;
u = new int [3];
for (int i = 0; i <3; i + +) u [i] = i + 1;
/ / V = {1,2,3}; / / присвоювання константного масиву неприпустимо!
v = new int [4];
v = u; / / допустиме присвоювання - масиви одного класу
int [,] w = new int [3,5];
/ / V = w; / / неприпустиме присвоювання: об'єкти різних класів

11. Визначення елементів двовимірного масиву

Елементи двовимірного масиву
визначаються іменем масиву та двома
індексами: перший індекс означає номер
рядка, а другий – номер стовпця, на перетині
яких стоїть елемент.
Індекси записують у прямокутних дужках і
відокремлюють комою. Наприклад, a[1,2],
a[3,5], a[i,j].

12. Оголошення двовимірного масиву

Якщо двовимірний масив має n рядків та m
стовпців, то у розділі type його описують
так:
type MyMassiv=array [1..n,1..m] of <базовий
тип>;
або у розділі оголошення змінних:
var a: array [1..n,1..m] of <базовий тип>;

13. Оголошення типу двовимірного масиву

Двовимірних масиви можна оголошувати як
сталі масиви з наданням значень їхнім
елементам у розділі type, наприклад, так:
type MyMassiv=array [1..3, 1..4] of integer;
const b:
MyMassiv=((8,9,10,7),(7,8,10,11),(9,9,11,8));

14. Створення і виведення двовимірних масивів

Двовимірні масиви створюють і виводять
на екран у вигляді таблиці за допомогою
циклу for.
Проте у пам’яті комп’ютера елементи
масиву розташовані в послідовних
комірках рядок за рядком, а саме:
b[1,1], b[1,2],…, b[1,n], b[2,1],
b[2,2],…,b[m,1],…,b[m,n].

15. Опрацювання двовимірних масивів

Опрацьовують двовимірні масиви поелементно за
допомогою алгоритмічної конструкції “вкладені цикли”.
Наприклад, ввести дані з клавіатури у двовимірний
масив з n рядків та m стовпців можна так:
write (‘Ведіть дані в масив:’);
for i:=1 to n do
for j:=1 to m do
begin
write (‘b[‘,i,’,’,j,’]=‘); read (b[i, j]);
end;

16. Типові задачі, які приводять до використання двовимірних масивів

Обчислення суми елементів у рядку, стовпці,
вздовж діагоналі таблиці (умова, що елементи є на
діагоналі така: i=j) можна за допомогою одного
циклу.
Обчислення суми елементів таблиці (масиву).
Обмін рядків чи стовпців місцями.
Визначення максимального або мінімального
елементу масиву та його індексів.
Впорядкування даних у рядках або впорядкування
рядків таблиці.
Відшукання в таблиці елементів за деякою
ознакою.

17. Оголошення динамічного масиву A1

Console.WriteLine ("Введіть число елементів масиву A1");
int size = int.Parse (Console.ReadLine ());
int [] A1 = new int [size];

18. Звертання до елементів масиву

Звертатися до елементів масиву можна
таким чином:
a [0], b [10], c [i],
тобто спочатку вказується ім'я змінної
масиву, а потім у квадратних дужках йде
вказівка ​номера елемента.

19. Багатовимірні масиви

Щоб розібратися з
багатовимірними масивами уявимо
шахову дошку. Кожна клітинка
задається двома індексами, буквою (від
a до h) та цілим числом (від 1 до 8).
Шахівниця — це приклад двовимірного
масиву. Процес створення двовимірного
масиву схожий з одновимірним
int [,] Array2 = new int[2, 3];
aбо
іnt [,] Аrray2 = {{1,2,З}, {4,5,6}};
Для запису значення до елементу
масиву Array2[1,2]=43;
Різновидом багатовимірних масивів є
зубчасті масиви. У ньому кількість
елементів у кожному рядку задається
окремо. Прикладом задачі з
використанням зубчастих масивів t є
масив місяців та днів у році.

20. Фрагменти програм, що ілюструють різні способи створення масивів.

21. Первинне закріплення

22. Первинне закріплення

23. Клас Array

Не можна зрозуміти багато деталей роботи з масивами в
C#, якщо не знати пристрій класу Array з бібліотеки FCL,
нащадками якого за визначенням є всі класи-масиви.
Розглянемо наступні оголошення:
int [] ar1 = new int [5];
double [] ar2 = {5.5, 6.6, 7.7};
int [,] ar3 = new Int32 [3,4];
До якого типу, або до яких класів належать об'єкти ar1, ar2 і
ar3? Всі вони належать до різних класів. Змінна ar1 належить
до класу int [] - одновимірному масиву значень типу int, ar2 double [], одновимірному масиву значень типу double, ar3 двовимірному масиву значень типу int.

24. Властивості і методи класу System.Array

Елемент
Вид
Опис
Length
властивість
Повертає кількість елементів даного масиву (по всіх розмірності)
BinarySearch
статичний метод
Даний метод виконує двійковий пошук по відсортованому масиву
Clear
статичний метод
Відбувається обнуління значень масиву, тобто кожному елементу
присвоюється значення за замовчуванням.
Copy
статичний метод
Виконує копіювання зазначеного шматка масиву з одного в інший
CopyTo
екземплярність
метод
Копіювання всіх елементів даного масиву в інший
GetValue
екземплярність
метод
Повертає значення даного елемента
IndexOf
статичний метод
Пошук першого елемента в масиві рівного даному значенню
LastIndexOf
статичний метод
Пошук останнього елемента в масиві рівного даному значенню
Reverse
статичний метод
Відбувається зміна порядку проходження елементів на зворотний
SetValue
екземплярність
метод
Відбувається присвоєння значення вказаною елементу
Sort
статичний метод
Метод, який використовується для сортування елементів масиву
в csharp (c #)

25. Багатовимірні масиви в мові програмування C#

Багатовимірні масиви мають більше одного виміру. Найбільш
часто використовуваними представниками даних масивів є
двовимірні, які так само називають матриці. Двовимірні масиви
(матриці) являють собою таблиці. Нумерація рядків і стовпців, так
само як і в одномірних починається з нуля.
Приклади оголошення двовимірного масиву (матриці):
тип [,] ім’я_масиву;
тип [,] ім’я_масиву = new тип [розмір1, розмір2];
тип [,] ім’я_масиву = {{елементи 1-го рядка}, ..., {елементи n-го
рядка}};
тип [,] ім’я_масиву = new тип [,] {{елементи 1-го рядка}, ...,
{елементи n-го рядка}};

26. Приклади оголошення двовимірних масивів

Конкретні приклади оголошення матриць
(двовимірних масивів) в С#:
int [,] a;
int [,] a = new int [3, 4];
int [,] a = {{0, 1, 2}, {3, 4, 5}};
int [,] a = new int [,] {{0, 1, 2}, {3, 4, 5}};

27. Ступінчасі масиви в мові програмування C#

Ступінчасті масиви відрізняються від багатовимірних тим, що кількість елементів в різних
рядках масиву може відрізнятися. У пам'яті ПК даний вид масиву зберігатися у вигляді масиву
масивів.
Оголошення ступеневого масиву:
тип [ ] [ ] імя_масиву;
наприклад: int [ ] [ ] a;
Оголошено одновимірний масив посилань на цілочисельні одномірні масиви. При такому
описі потрібно не тільки виділяти пам'ять під одновимірний масив посилань, але і під кожен з
цілочисельних одновимірних масивів. Такий розподіл пам'яті дозволяє визначати довільну
довжину кожного рядка масиву (звідси і пішла назва масиву - ступінчастий).
Наприклад:
int [ ] [] a = new int [3] [ ]; / / Створюємо три рядки
a [0] = new int [2]; / / 0-ий рядок посилається на 2-х елементів одновимірний масив
a [1] = new int [3]; / / 1-ий рядок посилається на 3-х елементів одновимірний масив
a [2] = new int [10]; / / 2-ий рядок посилається на 10-х елементів одновимірний масив

28. Висновок

Для оголошення масиву в С# використовується
наступний синтаксис:
1) int [] mas = {1,2,5,6,8,4,9,10};
2) int [] mas2 = new int [10];
Оголошувати масив в С# можна явно, а можна
просто виділяти пам'ять. Аналогічним чином
оголошуються інші змінні, наприклад double.
1) double [] mas = {1, 2, 5, 6, 8, 4, 9, 10};
2) double [] mas2 = new double [10];

29. Тривимірний масив

У наведеному прикладі показана робота з тривимірним масивом. Масив
створюється з використанням циклів типу for, а при знаходженні суми його
елементів, мінімального і максимального значення використовується цикл
foreach:
int [,,] arr3d = new int[10, 10, 10];
for(int i = 0; i < 10; i++)
for(int j = 0; j < 10; j++)
for(int k = 0; k < 10; k++)
arr3d[i, j, k] = int.Parse(Console.ReadLine());
long sum = 0;
int min = arr3d[0, 0, 0], max = arr3d[0, 0, 0];
foreach(int item in arr3d)
{
sum += item;
if(item > max) max = item;
else if (item < min) min = item;
}
Console.WriteLine("sum = {0}, min = {1}, max = {2}", sum, min, max);

30. Приклад роботи з масивом

Як бачимо, що якщо ми не вказуємо
using System;
значення масиву, але виділяємо
using System.Collections.Generic;
пам'ять, то за умовчанням в C #
using System.Linq;
записується нуль. В програмі ми
using System.Text;
виводимо масиви c sharp за
namespace ConsoleApplication2
допомогою функції виводу
{
Console.WriteLine.
class Program
{
Результат роботи програми:
static void Main (string [] args)
{
int [] mas = {1,2,5,6,8,4,9,10};
int [] mas2 = new int [10];
double [] mas3 = {1.5, 2, 5, 6.5, 8, 4, 9, 10};
double [] mas4 = new double [10];
Console.WriteLine ("Виведення 1-го елемента mas:" + mas [0]);
Console.WriteLine ("Виведення 1-го елемента mas2:" + mas2 [0]);
Console.WriteLine ("Виведення 1-го елемента mas3:" + mas3 [0]);
Console.WriteLine ("Виведення 1-го елемента mas4:" + mas4 [0]);
Console.ReadKey ();
}
}
}